[發明專利]抗靜電低聚物、抗靜電光固化材料及其制備方法和在3D打印中的應用

在審

• 申請號: 202011228403.3
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112552673A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 張小敏;陳遒;陳科信;王玉萍
• 申請（專利權）人: 杭州樂一新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L75/16
• 分類號: C08L75/16;C08L75/04;C08L71/02;C08L25/06;C08L33/12;C08K13/02;C08K3/36;C08K3/04;C08K3/22;C08K3/34;B33Y70/10
• 代理公司: 杭州宇信聯合知識產權代理有限公司 33401
• 代理人: 喬占雄

本發明公開了一種抗靜電低聚物及其制備方法、抗靜電光固化材料及其制備方法和應用，所述抗靜電光固化材料包括抗靜電低聚物、活性稀釋劑、光引發劑、助劑和填料。所述抗靜電光固化材料先用氯化膽堿合成含有氯化季銨鹽結構具有抗靜電效果的低聚物，然后再與活性稀釋劑、光引發劑和助劑混合而成。本發明的抗靜電光固化材料適用于3D打印，尤其適用于立體光固化快速成型設備，可以直接用于打印制備具有抗靜電效果的模型產品。

技術領域

本發明涉及一種應用于光固化3D打印的抗靜電光敏材料。

背景技術

隨著近幾年3D打印技術日新月異的發展，3D產業在我國的應用越來越廣，目前模具制造、航空航天、醫藥、機械等領域都取得了突破性進展。光固化3D打印材料屬于高分子材料，普遍具有高絕緣性，在使用時會發生靜電積聚、電磁波干擾等危害，更有甚者會導致火災、爆炸等重大事故的危險，嚴重限制了光固化3D打印材料在抗靜電領域的應用。

為了消除靜電帶來的危害，目前傳統工藝上大多數的的解決方法是通過添加一定量的導電填料或者具有潤滑吸濕性的抗靜電劑，來使具有高絕緣性的材料具有抗靜電效果。比如炭系材料(炭黑)、金屬粉末(銀粉、銅粉)、金屬氧化物(氧化錫、氧化銅、氧化鋅)以及具有一些表面活性的離子型和非離子型抗靜電劑。

但采用現有傳統工藝用于開發光固化3D打印材料存在一些缺點：一，粉末型添加量大，導致光固化成型效果差，精度差，比如炭系材料黑色嚴重，遮蓋力很強，無法有效的吸收光源而金屬粉末長時間沉降，表面容易氧化。二，表面活性的抗靜電劑添加量大，容易造成材料本身強度韌性的降低而且隨著抗靜電劑的遷移消耗導致產品的抗靜電效果隨著時間變弱。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種抗靜電光敏樹脂及其制備方法、抗靜電光固化材料及其制備方法和應用，通過原位聚合法合成具有抗靜電效果持久的光敏樹脂，然后與活性稀釋劑、光引發劑和助劑混合而成一款適用于電子制造領域的高強度高韌性的新型抗靜電3D打印光固化材料。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是一種抗靜電低聚物，由聚氨酯丙烯酸酯和/或環氧改性聚氨酯丙烯酸酯構成，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯和環氧改性聚氨酯丙烯酸酯的合成采用：氯化膽堿作為聚合物的氯化季銨鹽結構，二異氰酸酯作為聚合物的硬段組分，甲基丙烯酸羥乙酯或者環氧丙醇作為封端劑。

于本發明一實施例中，所述二異氰酸酯為六甲撐二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或任意兩種及以上的混合物。

一種抗靜電低聚物的制備方法，取氯化膽堿溶于溶劑中，加入二異氰酸酯化合物中，氯化膽堿與二異氰酸酯的摩爾比為2:1，在10-25℃混合均勻，然后升溫到40-100℃，反應2-3小時，得到預聚物；然后在預聚物中加入封端劑，所述封端劑與預聚物的摩爾比為2:1，繼續反應1-6個小時，減壓蒸餾得到抗靜電低聚物。

所述溶劑為二甲基甲酰胺(DMF)，在10-25℃混合攪拌20-30min，根據封端劑的不同，可相應得到抗靜電聚氨酯丙烯酸樹脂或者抗靜電環氧改性聚氨酯丙烯酸樹脂。

一種抗靜電光固化材料，包括抗靜電低聚物以及活性稀釋劑、光引發劑助劑和填料，所述各組分的質量百分比為：

抗靜電低聚物：30％-50％；

活性稀釋劑：50％-70％；

光引發劑：0.1％-10％；

助劑：0.05％-5％；

填料：0.1％-10％；

其中，各組分含量百分數之和等于100％。